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WO2013060464A1 - Triebwerkslageranordnung, insbesonder für trockenlauf-verdichter - Google Patents

Triebwerkslageranordnung, insbesonder für trockenlauf-verdichter Download PDF

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WO2013060464A1
WO2013060464A1 PCT/EP2012/004474 EP2012004474W WO2013060464A1 WO 2013060464 A1 WO2013060464 A1 WO 2013060464A1 EP 2012004474 W EP2012004474 W EP 2012004474W WO 2013060464 A1 WO2013060464 A1 WO 2013060464A1
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Rotorcomp Verdichter GmbH
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Rotorcomp Verdichter GmbH
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    • F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
    • F16C9/02—Crankshaft bearings

Definitions

  • the invention relates to an engine bearing assembly, which is particularly intended for dry-running compressor.
  • the engine used for example is a crankshaft.
  • Dry-running compressors have sealed crankshaft main bearings filled with grease, the main bearing being a fixed bearing.
  • a second bearing in the engine bearing is preferably a floating bearing into consideration.
  • engine bearing assemblies on dry run compressors are provided with sealed (non-contact) seals that are lubricated with bearing grease and seal the bearing at the same time.
  • Such a design allows only operating temperatures of about down to -40 ° C.
  • bearing seal is designed as a non-contact seal by means of a labyrinth, such a seal arrangement is also suitable for temperatures below -40 ° C
  • the sealing parts comprise a stationary part and a rotating part, which can not be mounted separately from each other. Therefore, the assembly steps are subject to a predetermined order.
  • the invention aims to provide an engine bearing assembly of the generic type, which allows a simplified assembly and a cheaper production.
  • an engine bearing assembly is provided with a main and a sub-camp, in which standard bearings are provided with non-contact rolling bearing seals.
  • the engine bearing assembly at the bearing with crankshaft shaft bushing designed as a fixed bearing and filled with grease main bearing, which is sealed to the outside to the environment and inwardly to the completed engine room with a non-contact roller bearing seal.
  • the rolling bearing seal is preferably in the outward direction to the environment a 2- or 3-lippiger shaft seal with dust lip outward and aligned inner sealing lips.
  • a lip space is preferably between the sealing lips filled up to 90% with grease.
  • a seal carrier and a bearing cap on both sides of the main bearing have an easily separable labyrinth contour and have the associated rotating mating surfaces on the crankshaft each have a narrow gap and a lying outside the labyrinth calming chamber, which is provided with pressure relief holes.
  • the calming chamber is preferably separated by means of a splash plate from the engine room, but has the same pressure level as this.
  • the engine bearing assembly preferably has at the bearing without crankshaft shaft passage designed as a floating bearing main bearing which is sealed inwardly to the completed engine room with a non-contact roller bearing seal.
  • an easily assembled labyrinth contour is provided in the bearing cap, which separates the storage space in the direction of the drive space to the inside.
  • a cover of the storage space is provided in particular with a pressure vent hole, which is connected via a circumferential annular channel in the end cap with a bore provided in the bearing cap pressure equalization and drainage.
  • This pressure equalization and drainage hole opens into a non-pressure-tight separated from the engine room by a splash plate calming space.
  • the seals in the outward direction from the crankcase are designed in such a way that a negative pressure arising in the crankcase sucks the grease fillings from the bearings and sealing spaces into the crankcase.
  • Figure 1 is a schematic overall view in section through an engine bearing assembly for a dry-running compressor
  • Figure 2 is a detailed sectional view of the left in Figure 1 lying bearing of the bearing assembly with performed crankshaft as an engine;
  • Figure 3 is a further detailed view to illustrate the details of the bearing shown in Figure 2 and in particular the special arrangement of the sealing lips.
  • Figure 4 is a detailed sectional view of the right in Figure 1 bearing of the bearing assembly without performed crankshaft as
  • the engine bearing arrangement comprises a dry-running compressor shown there, in which a crankshaft 5 is used as the engine, a bearing point on the left in FIG. 1 for the crankshaft with shaft passage 10 in the housing and one in FIG right-side bearing point for the crankshaft without shaft passage 20.
  • the dry-running compressor between the two bearings 10 and 20 the following: a compressor cylinder 30, a compressor piston with piston pin 32, connecting rod 34 and a suction filter 36 for intake 38th
  • the dry running compressor of Figure 1 as shown in more detail in Figures 2 and 3, has sealed crankshaft main bearings 11, 22 filled with grease.
  • a space 14 in between is filled with grease up to 90%.
  • a seal carrier 31 and a bearing cap 33 on both sides of the main bearing 1 have an easily separable labyrinth contour 19, 35.
  • the respectively associated rotating mating surfaces 18 on the crankshaft 5 have a narrow gap and an outside the labyrinth lying calming space 16 which is connected from below with pressure relief holes 17. Via a grease drainage bore 15, any grease escaping from the lip space 14 can flow downwards into the settling chamber 16, which is not pressure-tightly separated from a pressure plate from the rest of the engine room.
  • the rotating crankshaft 5 with counterweights 12, 22 can then not swirl the drainage grease in the engine room.
  • a snap ring 24 is provided at the end of the crankshaft 5.
  • the storage room is separated on the inside by an easily assembled labyrinth contour in the bearing cap.
  • the storage space cover is equipped with a pressure vent hole 23. This bore 23 is arranged vertically upwards and begins in the cover near the crankshaft center of rotation outside of a possible accumulation of grease.
  • the vent hole 23 is connected via a circumferential annular channel in the end cap with the pressure cap and drainage hole 27 mounted in the bearing cap, which is mounted in the lower part of the bearing cap.
  • the drainage hole 27 opens into a sedimentation space 26 separated from the engine room by a spray plate.
  • a simplified assembly and a cheaper production can be achieved in an engine bearing assembly with a main and a sub-camp, in which standard bearings are provided with non-contact rolling bearing seals.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Triebwerkslageranordnung, insbesondere für Trockenlauf-Verdichter, welcher auch bei tiefen Umgebungstemperaturen betriebsbereit ist. Diese Triebwerks-(Kurbelwellen-)Lageranordnung umfasst sowohl an der Lagerstelle ohne Kurbelwellenschaft-Durchführung als auch an der Lagerstelle mit Kurbelwellenschaft-Durchführung als Standard-Wälzlager ausgebildete und mit berührungslosen Wälzlager-Dichtungen versehene Lagerstellen. Insbesondere hat die erfindungsgemäße Triebwerkslageranordnung den Vorteil, dass alle Dichtungen in Richtung nach außen vom Kurbelgehäuse aus derart ausgeführt sind, dass ein im Kurbelgehäuse entstehender Unterdruck Fettfüllungen aus den Lagern und Dichtungsräumen in das Kurbelgehäuse absaugen kann.

Description

Triebwerkslageranordnung, insbesondere für Trockenlauf-Verdichter
Beschreibung
Die Erfindung befasst sich mit einer Triebwerkslageranordnung, welche insbesondere für Trockenlauf-Verdichter bestimmt ist. Als Triebwerk dient beispielsweise eine Kurbelwelle.
Trockenlauf-Verdichter haben gekapselte Kurbelwellen-Hauptlager, die mit Schmierfett gefüllt sind, wobei es sich bei dem Hauptlager um ein Festlager handelt. Als zweites Lager bei der Triebwerkslagerung kommt vorzugsweise ein Loslager in Betracht.
Üblicherweise werden Triebwerkslageranordnungen bei Trockenlauf- Verdichtern mit abgedichteten (nicht berührungsfreien) Dichtungen versehen, die mit Lagerfett geschmiert werden und das Lager gleichzeitig abdichten. Eine solche Auslegung erlaubt nur Betriebstemperaturen von etwa bis zu -40° C.
Wenn die Lagerdichtung mittels Labyrinth als berührungsfreie Dichtung ausgelegt ist, ist eine solche Dichtungsanordnung auch für Temperaturen von tiefer -40° C geeignet
Als Nachteile bei den üblichen Labyrinth-Dichtringen ist zu erwähnen, dass die Dichtungsteile einen stationären Teil und einen rotierenden Teil umfassen, welche nicht voneinander getrennt montiert werden können. Daher unterliegen die Montageschritte einer vorgegebenen Reihenfolge.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Triebwerkslageranordnung der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, welche eine vereinfachte Montage und eine günstigere Herstellung gestattet. Nach der Erfindung wird hierzu eine Triebwerkslageranordnung mit einem Haupt- und einem Nebenlager bereitgestellt, bei denen Standard-Wälzlager mit berührungslosen Wälzlager-Dichtungen vorgesehen sind.
Insbesondere weist die Triebwerkslageranordnung an der Lagerstelle mit Kurbelwellenschaft-Durchführung ein als Festlager ausgebildetes und mit Schmierfett befülltes Hauptlager auf, das nach außen zur Umgebung und nach innen zum abgeschlossenen Triebwerksraum mit einer berührungslosen Wälzlager- Dichtung abgedichtet ist.
Die Wälzlager-Dichtung ist vorzugsweise in Richtung nach außen zur Umgebung ein 2- bzw. 3-lippiger Wellendichtring mit Staublippe nach außen und zueinander ausgerichteten inneren Dichtlippen.
Ein Lippenraum ist bevorzugt zwischen den Dichtlippen bis zu 90% mit Schmierfett gefüllt.
Insbesondere haben ein Dichtungsträger und ein Lagerdeckel auf beiden Seiten des Hauptlagers eine einfach trennbare Labyrinth-Kontur und haben die zugehörigen rotierenden Gegenlaufflächen auf der Kurbelwelle jeweils einen engen Spalt und einen außerhalb des Labyrinths liegenden Beruhigungsraum, der mit Druckentlastungsbohrungen versehen ist.
Es ist bevorzugt eine Fett-Drainagebohrung vorgesehen, über welche aus dem Lippenraum austretendes Fett in den Beruhigungsraum abfließen kann.
Der Beruhigungsraum ist bevorzugt mittels einer Spritzplatte vom Triebwerksraum abgetrennt, hat aber das gleiche Druckniveau wie dieser.
Die Triebwerkslageranordnung weist vorzugsweise an der Lagerstelle ohne Kurbelwellenschaft-Durchführung ein als Loslager ausgebildetes Hauptlager auf, das nach innen zum abgeschlossenen Triebwerksraum mit einer berührungslosen Wälzlager-Dichtung abgedichtet ist.
Bevorzugt ist eine leicht montierbare Labyrinth-Kontur im Lagerdeckel vorgesehen, die den Lagerraum in Richtung nach innen zum Treibwerksraum trennt.
Ein Abschlussdeckel des Lagerraums ist insbesondere mit einer Druckentlüftungsbohrung versehen, die über einen umlaufenden Ringkanal im Abschlussdeckel mit einer im Lagerdeckel vorgesehenen Druckausgleichs- und Draina- gebohrung verbunden ist. Diese Druckausgleichs- und Drainagebohrung mündet in einen vom Triebwerksraum durch eine Spritzplatte nicht druckdicht abgetrennten Beruhigungsraum.
Insbesondere sind die Dichtungen in Richtung nach außen vom Kurbelgehäuse aus derart ausgeführt, dass ein im Kurbelgehäuse entstehender Unterdruck die Fettfüllungen aus den Lagern und Dichtungsräumen in das Kurbelgehäuse absaugt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
Die Figuren der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine schematische Gesamtansicht als Schnittdarstellung durch eine Triebwerkslageranordnung für einen Trockenlauf-Verdichter;
Figur 2 eine detaillierte Schnittansicht des in Figur 1 links liegenden Lagers der Lageranordnung mit durchgeführter Kurbelwelle als Triebwerk; Figur 3 eine weitere detaillierte Ansicht zur Verdeutlichung der näheren Einzelheiten der in Figur 2 gezeigten Lagerstelle und insbesondere der speziellen Anordnung der Dichtlippen; und
Figur 4 eine detaillierte Schnittansicht des in Figur 1 rechts liegenden Lagers der Lageranordnung ohne durchgeführter Kurbelwelle als
Triebwerk.
Wie es in der Figur 1 zu sehen ist, umfasst die Triebwerkslageranordnung einen dort gezeigten Trockenlauf-Verdichter, bei dem als Triebwerk eine Kurbelwelle 5 eingesetzt wird, eine links in Figur 1 liegende Lagerstelle für die Kurbelwelle mit Wellendurchtritt 10 im Gehäuse und eine in Figur 1 rechts liegende Lagerstelle für die Kurbelwelle ohne Wellendurchtritt 20.
Wie es in der Figur 1 zu sehen ist, weist der Trocken lauf- Verdichter zwischen den beiden Lagerstellen 10 und 20 folgendes auf: einen Verdichterzylinder 30, einen Verdichterkolben mit Kolbenbolzen 32, Pleuel 34 und ein Ansaugfilter 36 für Ansaugluft 38.
Der Trockenlauf-Verdichter der Figur 1 hat, wie es in den Figuren 2 und 3 detaillierter gezeigt ist, gekapselte Kurbelwellen-Hauptlager 11 , 22, die mit Schmierfett gefüllt sind. Die in Figur 1 links liegende und in den Figuren 2 und 3 detaillierter gezeigte Lagerstelle 0, bei der der Kurbelwellenschaft 5 nach außen geführt ist, umfasst ein als Festlager ausgebildetes Hauptlager 11 , welches nach zwei Seiten abzudichten ist, nämlich nach außen zur Umgebung hin und nach innen zum abgeschlossenen Triebwerksraum.
Bei der vorliegenden Ausführungsform erfolgt eine Abdichtung nach außen durch einen 2-lippigen bzw. 3-lippigen Wellendichtring 13 mit Staublippe nach außen und zueinander ausgerichteten inneren Dichtlippen. Ein Raum 14 dazwischen ist mit Schmierfett bis zu 90% befüllt. Wie es in der Figur 3 zu sehen ist, haben ein Dichtungsträger 31 und ein Lagerdeckel 33 beiderseits des Hauptlagers 1 eine einfach trennbare Labyrinth- Kontur 19, 35. Die jeweils dazu gehörenden rotierenden Gegenlaufflächen 18 auf der Kurbelwelle 5 haben einen engen Spalt und einen außerhalb des Labyrinths liegenden Beruhigungsraum 16, der von unten mit Druckentlastungsbohrungen 17 verbunden ist. Über eine Fett-Drainagebohrung 15 kann eventuell aus dem Lippenraum 14 austretendes Fett nach unten in den von einer Spritzplatte vom übrigen Triebwerksraum nicht druckdicht abgetrennten Beruhigungsraum 16 abfließen. Die rotierende Kurbelwelle 5 mit Gegengewichten 12, 22 kann dann nicht das Drainagefett im Triebwerksraum verwirbeln.
Der Trockenlauf-Verdichter der Figur 1 hat, wie es in der Figur 4 detaillierter gezeigt ist, eine Lagerstelle ohne Kurbelwellenschaft-Durchführung nach außen 20. Diese Lagerstelle 20 liegt in Figur 1 in der Zeichnung rechts und dient als zweite Lagerstelle für die Kurbelwelle 5 als Triebwerk eines Trockenlauf- Verdichters. Ein solches als Loslager ausgebildetes Hauptlager 21 wird nach innen zum abgeschlossenen Triebwerksraum abgedichtet.
Gemäß der rechten Seite der Figur 1 und gemäß der Figur 4 ist ein Sprengring 24 am Ende der Kurbelwelle 5 vorgesehen. Der Lagerraum ist nach innen durch eine leicht montierbare Labyrinth-Kontur im Lagerdeckel getrennt. Der Lagerraum-Abschlussdeckel ist mit einer Druckentlüftungsbohrung 23 ausgestattet. Diese Bohrung 23 ist senkrecht nach oben angeordnet und beginnt im Deckel nahe der Kurbelwellen-Drehmitte außerhalb einer möglichen Schmierfettanhäu- fung. Die Entlüftungsbohrung 23 ist über einen umlaufenden Ringkanal im Abschlussdeckel mit der im Lagerdeckel angebrachten Druckausgleichs- und Drainagebohrung 27 verbunden, die im unteren Teil des Lagerdeckels angebracht ist.
Die Drainagebohrung 27 mündet in einen vom Triebwerksraum durch eine Spritzplatte abgetrennten Beruhigungsraum 26. Die rotierende Kurbelwelle 5 mit dem Gegengewicht 22 kann das Drainagefett nicht im Triebwerksraum ver- wirbeln.
Auf vorteilhafte Weise kann eine vereinfachte Montage und eine günstigere Herstellung bei einer Triebwerkslageranordnung mit einem Haupt- und einem Nebenlager erreicht werden, bei denen Standard-Wälzlager mit berührungslosen Wälzlager-Dichtungen vorgesehen sind.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen und gezeigten Einzelheiten beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Triebwerkslageranordnung, insbesondere für einen Trockenlauf- Verdichter, welcher auch bei tiefen Umgebungstemperaturen betriebsbereit ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Triebwerks- (Kurbelwellen)Lageranordnung sowohl an der Lagerstelle ohne Kurbelwellenschaft-Durchführung (20) als auch an der Lagerstelle mit Kurbel- wellenschaft-Durchführung (10) als Standard-Wälzlager (21 , 11) ausgebildete und mit berührungslosen Wälzlager-Dichtungen (23, 13) versehene Lagerstellen umfasst.
2. Triebwerkslageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie an der Lagerstelle mit Kurbelwellenschaft-Durchführung (10) ein als Festlager ausgebildetes und mit Schmierfett befülltes Hauptlager (11) aufweist, das nach außen zur Umgebung und nach innen zum abgeschlossenen Triebwerksraum mit einer berührungslosen Wälzlager- Dichtung (13) abgedichtet ist.
3. Triebwerkslageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager-Dichtung (13) in Richtung nach außen zur Umgebung ein 2- bzw. 3-lippiger Wellendichtring mit Staublippe nach außen und zueinander ausgerichteten inneren Dichtlippen ist.
4. Triebwerkslageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lippenraum (14) zwischen den Dichtlippen bis zu 90% mit Schmierfett gefüllt ist.
5. Triebwerkslageranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtungsträger (31) und ein Lagerdeckel (33) auf beiden Seiten des Hauptlagers (11 ) eine einfach trennbare Labyrinth-Kontur (13, 35) haben und die zugehörigen rotierenden Gegenlaufflächen (18) auf der Kurbelwelle (5) jeweils einen engen Spalt und einen außerhalb des Labyrinths liegenden Beruhigungsraum (16) haben, der mit Druckentlastungsbohrungen (17) versehen ist.
6. Triebwerkslageranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fett-Drainagebohrung (15) vorgesehen ist, über welche aus dem Lippenraum (14) austretendes Fett in den Beruhigungsraum (16) abfließen kann.
7. Triebwerkslageranordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der. Beruhigungsraum (16) mittels einer Spritzplatte vom Triebwerksraum nicht druckdicht abgetrennt ist.
8. Triebwerkslageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie an der Lagerstelle ohne Kurbelwellenschaft-Durchführung (20) ein als Loslager ausgebildetes Hauptlager (21) aufweist, das nach innen zum abgeschlossenen Triebwerksraum mit einer berührungslosen Wälzlager-Dichtung abgedichtet ist.
9. Triebwerkslageranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine leicht montierbare Labyrinth-Kontur in einem Lagerdeckel vorgesehen ist, die den Lagerraum in Richtung nach innen in Richtung zum Triebwerksraum trennt.
10. Triebwerkslageranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschlussdeckel des Lagerraums mit einer Druckentlüftungsbohrung (23) versehen ist, die über einen umlaufenden Ringkanal im Abschlussdeckel mit einer im Lagerdeckel vorgesehenen Druckausgleichs- und Drainagebohrung (27) verbunden ist.
11. Triebwerkslageranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichs- und Drainagebohrung (27) in einen vom Triebwerksraum durch eine Spritzplatte abgetrennten Beruhigungsraum (26) mündet.
12. Triebwerkslageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen (13, 23) in Richtung nach außen vom Kurbelgehäuse aus derart ausgeführt sind, dass ein im Kurbelgehäuse entstehender Unterdruck die Fettfüllungen aus den Lagern (11 , 21) und Dichtungsräumen in das Kurbelgehäuse absaugt.
PCT/EP2012/004474 2011-10-25 2012-10-25 Triebwerkslageranordnung, insbesonder für trockenlauf-verdichter Ceased WO2013060464A1 (de)

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EP (1) EP2771574A1 (de)
DE (1) DE102012020894A1 (de)
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